CN106969979B - 一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，包括锚杆制备系统和加载系统；锚杆制备系统包括系统框架、垫板、一个第一壳体和多个第二壳体，加载系统包括轴向力加载装置和法向力加载装置。本装置首次实现集锚杆制作与受力试验为一体，可以先制作锚杆再对锚杆进行施加轴向拉力，分析锚杆的受力情况，在锚杆拉拔试验的过程中，可以实现对锚杆砂浆体施加可控法向应力作用，近似模拟锚杆实际轴向受力情况，使得相关的锚杆轴向受力特性研究结果显得更加合理、适用，更好地服务于锚杆的设计及施工。

Description

一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置

技术领域

本发明属于岩土加固结构试验仪器或设备技术领域，具体涉及一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置。

背景技术

锚杆作为一种常用的工程加固结构，在隧道围岩、边坡坡体、基坑坑壁及路基的加固工程方面有着较为广泛的应用，极大地确保了相关工程建设的安全及顺利开展。为确定施工后锚杆的轴向抗拔极限及设计荷载，常常需要开展现场锚杆的拉拔试验检测。研究锚杆的轴向抗拔极限及设计荷载、轴向受力分布形式和有效锚固深度等内容，对锚杆的合理设计及施工，有着很大的实际意义。

但是，目前的锚杆拉拔试验设备并未考虑施加沿着锚杆砂浆体的法向作用力，而实际的锚杆砂浆体是承受一定的法向作用力的，这说明现有设备的研究结果与实际情况存在较大的差异，不利于对锚杆进行合理设计及施工。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，不仅可以研究可以锚杆轴向受力情况。更重要的，可以研究锚杆法向作用力情况，更加符合实际需要。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，包括锚杆制备系统和加载系统；所述锚杆制备系统包括系统框架、垫板、一个第一壳体和多个第二壳体，所述系统框架呈立方体闭环结构，包括多个水平梁和竖向梁，水平梁与竖向梁相互垂直，系统框架的右侧面与竖向梁平行的设置有多个纵梁，所述垫板放置于系统框架底部的水平梁上；

所述第一壳体为实心长方体，第一壳体右侧面上沿第一壳体长度方向加工有第一凹槽，第一壳体放置于垫板上，第一壳体的左侧面靠近系统框架的左侧面，所述第二壳体位于垫板上，为实心长方体，第二壳体左侧面上沿第二壳体长度方向加工有第二凹槽，第二壳体的左侧面靠近第一壳体的右侧面，且第一凹槽与第二凹槽相契合形成空心圆柱；空心圆柱的直径可根据实际锚杆灌浆体的直径而定。多个第二壳体依次排布在第一壳体右侧；

所述加载系统包括轴向力加载装置和法向力加载装置，所述轴向力加载装置包括千斤顶和立方体反力块，反力块位于空心圆柱的一端，千斤顶位于反力块一侧，所述千斤顶、反力块及空心圆柱处在同一个轴线上；

所述法向力加载装置包括丝杆升降机，丝杆升降机水平放置，位于第二壳体右侧，通过所述丝杆升降机给第二壳体施加水平垂直于第二壳体的法向力；每个第二壳体右侧均设置有丝杆升降机机。

所述法向力加载装置还包括电动机、支撑垫、丝杆承载头及底座，底座焊接在丝杆升降机上，所述支撑垫位于垫板上，丝杆升降机通过底座固定于支撑垫上，丝杆承载头设置于丝杆升降机的丝杆顶端与第二壳体接触处，丝杆承载头与底座之间的丝杆上套有伸缩管、剩余的丝杆部位套有钢筒。

所述轴向力加载装置还包括加压系统和支撑垫板，支撑垫板为实心立方体，支撑垫板上表面加工有第三凹槽，所述千斤顶卡在第三凹槽中。

所述第一凹槽与第二凹槽之间设置有密封垫，相邻的第二壳体之间设置密封圈。本发明的密封装置包括密封垫或者密封圈，具体使用密封垫或密封圈，视需要密封的装置结构或需要实现的效果决定。

所述第二壳体右侧设置拉环。

所述第二壳体右侧与丝杆升降机系统接触处设置有压力传感器。

所述垫板上与第二壳体接触处设置有滚珠滑槽，滚珠滑槽内置滚珠。

所述滚珠滑槽上设置有滚珠聚拢板，滚珠聚拢板上加工有通孔，滚珠可内嵌入通孔中。

所述法向力加载装置上设置有控制台控制每个丝杆升降机的升降。

所述空心圆柱的一端靠近反力块处设置有孔口止浆塞，空心圆柱的另一端设置孔尾堵漏塞，孔口止浆塞上加工有注浆孔、排气孔和锚筋孔。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)本装置首次实现集锚杆砂浆体制作与受力试验为一体，可以先制作锚杆再对锚杆轴向施加拉力，再分析锚杆的受力情况。

(2)本装置在锚杆拉拔试验的过程中，通过法向力加载装置首次实现对锚杆砂浆体施加可控法向应力作用，近似模拟锚杆实际受力情况，使得相关的锚杆轴向受力特性研究结果显得更加合理、适用，更好地服务于锚杆的设计及施工。

(3)本装置在锚杆拉拔试验的过程中，通过丝杠及控制台等实现对锚杆砂浆体施加可控的近似线性分布和非线性法向应力作用，模拟锚杆砂浆体可能出现的多种法向应力工况，使得锚杆拉拔试验关于锚杆抗拔力、锚筋轴向受力分布、锚杆有效锚固深度、锚筋与砂浆体粘结参数和锚杆破坏形式等方面的相关研究，更加符合实际锚杆。

(4)本装置可满足制作多个常见直径的锚杆砂浆体，模拟不同钻孔直径的锚杆拉拔试验研究。

(5)本装置可在室内重复开展相关的锚杆拉拔试验研究。

(6)本装置主要组成部分可以自由拆卸，容易开展故障检修。

附图说明

图1本装置立体结构示意图。

图2锚杆制作时图1的后视图。

图3系统框架立体示意图。

图4三相异步电动机、丝杠升降机及其附件示意图。

图5丝杠升降机支撑垫示意图。

图6第一壳体示意图。

图7第二壳体及其相邻的密封圈示意图。

图8液压千斤顶反力块示意图。

图9液压千斤顶支撑垫板及销钉示意图。

图10垫板示意图。

图11滚珠聚拢板示意图。

图12孔尾堵漏橡胶塞示意图。

图13孔口止浆塞示意图。

图14锚杆砂浆体近似线性分布法向应力作用下拉拔试验示意图。

图15锚杆砂浆体近似非线性分布法向应力作用下拉拔试验示意图。

图中各标号的含义为：

1—锚杆制备系统，2—加载系统；

1-1—系统框架，1-2—垫板，1-3—第一壳体，1-4—第二壳体，1-5—水平梁，1-6—竖向梁，1-7—纵梁，1-8—第一凹槽，1-9—第二凹槽，1-10—空心圆柱；1-11—密封装置，1-12—拉环，1-13—滚珠滑槽，1-14—滚珠，1-15—滚珠聚拢板，1-16—孔尾堵漏塞，1-17—孔口止浆塞，1-18—注浆孔，1-19—排气孔，1-20—锚筋孔；

2-1—轴向力加载装置，2-2—法向力加载装置，2-3—千斤顶，2-4—反力块，2-5—丝杆升降机，2-6—电动机，2-7—支撑垫，2-8—丝杆承载头，2-9—底座，2-10—丝杆，2-11—伸缩管，2-12—钢筒，2-13—加压系统，2-14—支撑垫板，2-15—第三凹槽，2-16—压力传感器，2-17—控制台。

以下结合附图对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本发明的装置安装时需要在装置上开设通孔或者非通孔等，均未在图中标示，可根据安装需要自行打孔，部件固定多采用销钉或者螺钉螺帽，也均未在图中说明，仅在图中加单画出部件对应的安装位置。

实施例1：

本实施例的千斤顶采用穿心式液压千斤顶。

遵从上述技术方案，如图1至图15所示，本实施例给出一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，包括锚杆制备系统1和加载系统2；锚杆制备系统1用于制备锚杆砂浆，加载系统2用于对锚杆加载轴向和法向力。

锚杆制备系统1包括系统框架1-1、垫板1-2、一个第一壳体1-3和多个第二壳体1-4，系统框架1-1呈立方体闭环结构，包括多个水平梁1-5和竖向梁1-6，系统框架1-1用于支撑体系。水平梁1-5与竖向梁1-6相互垂直，系统框架1-1的右侧面与竖向梁1-6平行的设置有多个纵梁1-7，垫板1-2放置于系统框架1-1底部的水平梁1-5上，多个纵梁1-7用于安装丝杠电动机。所有水平梁1-5在同一个水平面内，水平梁1-5与纵梁1-7竖向梁1-6垂直焊接，右竖向梁1-6上开设通孔，用于通过螺栓螺母固定丝杆升降机2-5，和用于丝杆升降机2-5的丝杆2-10自由通过。垫板1-2与水平梁1-5和左竖向梁1-6焊接在一起，且垫板1-2的厚度与水平梁1-5的厚度相同。垫板1-2上开设多个通孔，用以通过螺母螺栓固定液压千斤顶反力块2-4和用以通过销钉稳固液压千斤顶支撑垫板2-14。系统框架1-1的水平梁1-5上开设通孔，通过螺母螺栓可以固定垫板1-2。

第一壳体1-3为实心长方体，第一壳体1-3右侧面上沿第一壳体1-3长度方向加工有第一凹槽1-8(凹槽的圆心角为170°，实际可以根据需要稍作调整)，且凹槽表面的粗糙度根据实际需要进行设计，第一壳体1-3放置于垫板1-2上，第一壳体1-3的左侧面靠近系统框架1-1的左侧面，第二壳体1-4位于垫板1-2上，为实心长方体，第二壳体1-4左侧面上沿第二壳体1-4长度方向加工有第二凹槽1-9(凹槽的圆心角为170°，实际可以根据需要稍作调整)，且凹槽表面的粗糙度根据实际需要进行设计，第二壳体1-4的左侧面靠近第一壳体1-3的右侧面，且第一凹槽1-8与第二凹槽1-9相契合形成空心圆柱1-10；多个第二壳体1-4依次排布在第一壳体1-3右侧。第一壳体1-3和第二壳体1-4接触的地方设置密封装置1-11，此处采用长条形的橡胶密封垫，用以密封第一壳体1-3和第二壳体1-4形成的空心圆柱1-10，也可看做圆柱状孔洞的侧壁，避免锚杆制作过程中渗出锚杆砂浆。橡胶密封垫的厚度应使得第一壳体1-3和第二壳体1-4形成的圆柱状孔洞的横截面近似为圆形。第一壳体1-3是一体的，其长度等于拟试验的锚杆最大长度。第一壳体1-3可制作多套，壳体的半径可选择37.5cm、45cm、55cm及65cm等(因为一般的砂浆体的直径为75cm、90cm、110cm、130cm等)，以便模拟制作不同砂浆体直径的锚杆。

第二壳体1-4沿着锚杆长度方向不是一体的，第二壳体1-4的长度不宜过长(≤40cm)，其数量与丝杆升降机2-5的数量相同。相邻的第二壳体1-4彼此紧密排列，它们之间接触的地方开设圆弧形槽，槽内放置圆弧形的密封装置1-11，可采用密封圈。第二壳体1-4右侧面上开设有圆形分布的内螺纹非通孔，焊接有2个拉环1-12；第二壳体1-4底面开设有至少2个类似滚珠滑槽1-13的三角形横截面滚珠槽。内螺纹非通孔用以通过螺丝固定压力传感器2-16。滚珠滑槽1-13用以控制丝杆升降机2-5对第二壳体1-4加载过程的运动导向。拉环1-12用以手动拉开第二壳体1-4。丝杆升降机2-5对第二壳体1-4施加作用力后，每个第二壳体1-4可近似对相应的锚杆砂浆体施加均布的法向应力作用。每个第二壳体1-4，它的内部凹槽1-9的半径可选择37.5cm、45cm、55cm及65cm等(因为一般的砂浆体的直径为75cm、90cm、110cm、130cm等)，以便模拟制作不同砂浆体直径的锚杆。垫板1-2上开设有通孔和三角形横截面滚珠滑槽1-13，垫板1-2的宽度满足刚好放置在系统框架1-1的水平梁1-5上，通孔用以通过螺母螺栓固定垫板1-2。三角形横截面滚珠滑槽1-13用以放入滚珠1-14，实现第二壳体1-4沿着三角形横截面滚珠滑槽1-13的轴向的移动。

加载系统2包括轴向力加载装置2-1和法向力加载装置2-2，轴向力加载装置2-1包括千斤顶2-3和立方体反力块2-4，反力2-4块位于空心圆柱1-10的一端，千斤顶2-3位于反力块2-4一侧，千斤顶2-3、反力块2-4及空心圆柱1-10处在同一个轴线上；采用三相异步电动机，三相异步电动机和丝杆升降机为现有产品，它们之间通过螺栓螺母固定，前者给后者提供丝杆2-10运动的动力。三相异步电动机2-6和丝杆升降机2-5有多台，具体台数根据拟研究锚杆最大长度而定。丝杆升降机2-5的底座2-9开设通孔，用于穿过螺母螺栓。丝杆2-10的顶端与丝杆承载头2-8(一端内部含有内螺纹)通过螺纹构造固定在一起。一定长度的塑料伸缩管2-11套在丝杆加载端段，一定长度的薄壁钢筒2-12套在丝杆2-10的尾段，它们用以减小外界粉尘对丝杆2-10的吸附影响。薄壁钢筒2-12底部视情况焊接有密封片，其顶端焊接在右竖向梁1-6上的通孔周围。伸缩管2-11和薄壁钢筒2-12的内径都比丝杆2-10外径的稍大，以保证丝杠2-10在它们内部的自由运动。液压千斤顶反力块2-4上面开设通孔，螺母螺栓穿过通孔将反力块2-4紧固在垫板1-2上。反力块2-4上通孔的直径为140cm(比第二壳体1-4和第二壳体1-4合成之后的空心圆柱1-10的最大直径稍大)，通孔用以通过锚杆锚筋。液压千斤顶反力块2-4作为液压千斤顶2-3的反力块。

法向力加载装置2-2包括丝杆升降机2-5，丝杆升降机2-5水平放置，位于第二壳体1-4右侧，通过丝杆升降机2-5给第二壳体1-4施加水平垂直于第二壳体1-4的法向力；每个第二壳体1-4右侧均设置有丝杆升降机2-5。法向力加载装置2-2还包括电动机2-6、支撑垫2-7、丝杆承载头2-8及底座2-9，底座2-9焊接丝杆升降机2-5上，支撑垫2-7位于垫板1-2上，丝杆升降机2-5通过底座2-9固定于支撑垫2-7及纵梁1-7上，丝杆承载头2-8设置于丝杆升降机2-5的丝杆2-10顶端与第二壳体1-4接触处，丝杆承载头2-8与底座2-9之间的丝杆2-10上套有伸缩管2-11、剩余的丝杆2-10部位套有钢筒2-12。丝杆升降机的支撑垫板2-14可用优质钢材制作，其顶部开设有与丝杆升降机2-5壳体外形轮廓吻合的槽，保证丝杆升降机支撑垫2-7很好地支撑丝杆升降机2-5的壳体。丝杆升降机支撑垫2-7的高度满足其顶部的槽与丝杆升降机2-5的壳体刚好吻合。法向力加载装置2-2上设置有控制台2-17控制每个丝杆升降机2-5的升降。

轴向力加载装置2-1还包括加压系统2-13和支撑垫板2-14，支撑垫板2-14为实心立方体，支撑垫板2-14上表面加工有第三凹槽2-15，千斤顶卡在第三凹槽2-15中。支撑垫板2-14上开设第三凹槽2-15和通孔。第三凹槽2-15与液压千斤顶2-3外形轮廓吻合，通孔中穿入销钉，将支撑垫板2-14固定在垫板1-2上的通孔中。

第二壳体1-4右侧与丝杆升降机2-5接触处设置有压力传感器2-16。压力传感器2-16为现有产品，根据需要可自行选购。压力传感器2-16为圆饼状，其外围开设通孔，用以通过螺丝将压力传感器2-16固定在第二壳体1-4上。丝杆承载头2-8与压力传感器2-16接触，可实现丝杠升降机2-5的丝杆2-10对第二壳体1-4施加法向作用力，进而可近似实现第二壳体1-4对锚杆注浆体施加均布法向作用力。

垫板1-2上与第二壳体1-4接触处设置有滚珠滑槽1-13，滚珠滑槽1-13内置滚珠1-14。滚珠滑槽1-13上设置有滚珠聚拢板1-15，滚珠聚拢板上加工有孔，滚珠1-14可内嵌入孔中。滚珠聚拢板1-15上开设孔，孔中可以套入垫板1-2上放置的滚珠1-14，起到聚拢滚珠1-14的作用。

空心圆柱1-10的一端远离反力块2-4处设置有孔尾堵漏塞1-16，空心圆柱1-10的另一端设置孔口止浆塞1-17，孔口止浆塞1-17上加工有注浆孔1-18、排气孔1-19和锚筋孔1-20。孔尾堵漏塞1-16可采用橡胶，在制作锚杆时，孔尾堵漏塞1-16可用于堵塞空心圆柱1-10的尾部。孔尾堵漏塞1-16的横截面为圆形，且其直径比圆柱状孔洞的横截圆面积稍大，以便更好地起到密封效果。孔口止浆塞1-17(可用橡胶制作)为短圆柱形，其上开设圆形横截面的注浆孔1-18、排气孔1-19和锚筋孔1-20。止浆塞1-17的直径比第一壳体1-3、第二壳体1-4和密封垫形成的圆柱状孔洞的直径稍大，以便更好地起到止浆效果。制作锚杆时，注浆孔1-18用以插入注浆管，锚筋孔1-20用以穿入锚筋，排气孔1-19用以排除圆柱状孔洞内部的气体。

本发明的装置安装及试验步骤如下：

仪器连接安装及锚杆制作成型：

将系统框架1-1放在坚硬平坦的地面上，将垫板1-2通过螺母螺栓固定在系统框架1-1上；将滚珠1-14放置在垫板1-2上的三角形横截面滚珠滑槽1-13内，并用滚珠聚拢板1-15聚拢滚珠1-14；选择内部凹槽半径一定的第一壳体1-3和第二壳体1-4；将第一壳体1-3侧立在垫板1-2上，并紧靠系统框架1-1的左竖向梁1-6；第二壳体1-4底面的三角形截面滚珠滑槽放置在滚珠1-4上，相邻第二壳体1-4间放置密封装置1-11，此处可以采用密封圈；在第一壳体1-3与第二壳体1-4接触的地方放置密封装置1-11，此处可以采用密封垫，手动推动第二壳体1-4上的拉环1-12，压紧密封垫；将每个支撑垫2-7放置在垫板1-2上，在将每个丝杆升降机2-5放置在支撑垫2-7上，并用螺母螺栓将丝杆升降机2-5固定在系统框架1-1的右竖向梁1-6上；用线缆连接压力传感器2-16和三相异步电动机2-6至控制台2-17；

调节控制台2-17控制各丝杠升降机2-5丝杆2-10不断前进，待丝杆承载头2-8微微接触压力传感器2-16时停止丝杆2-10前进；第一壳体1-3和第二壳体1-4形成空心圆柱1-10(相当于锚杆钻孔)，在远离液压千斤顶反力块2-4端的孔洞中放入孔尾堵漏塞1-16，在孔洞中插入锚筋，而后在靠近液压千斤顶反力块2-4端的孔洞中放入孔口止浆塞1-17；将注浆管插入注浆孔1-18深入孔洞底部，不断对孔洞注入砂浆至充满空心圆柱1-10；待砂浆达到设计强度后，调节控制台2-17控制各丝杠升降机2-5丝杆2-10稍向后退，手动拉动第二壳体1-4上的拉环1-12，拆除密封圈后调节控制台2-17控制各丝杆2-10不断前进，待丝杆承载头2-8微微接触压力传感器2-16时停止丝杆2-10前进；为了将千斤顶2-3、反力块及锚筋固定在同一轴心上，实际安装反力块2-4前，可以在反力块2-4下面垫板状物，反力块2-4与板状物可通过螺母螺栓固定(注意将锚筋插入反力块2-4的通孔中)；液压千斤顶2-3穿过锚筋，并用锚筋锁骨螺母紧固；放置液压千斤顶支撑垫板2-14用以支撑液压千斤顶2-3，并用销钉固定液压千斤顶支撑垫板2-14；将液压千斤顶2-3液压管连接至液压千斤顶加压系统2-13。

锚杆砂浆体近似线性或非线性分布法向应力作用下拉拔试验：

假设有n个丝杆升降机，靠近液压千斤顶反力块的丝杆升降机编号为1，远离液压千斤顶反力块的丝杆升降机依次编号为2、……、n；调节控制台，对编号为1-n的丝杆升降机依次施加线性分布的作用力F1、……、Fn至第二壳体，则各第二壳体分别对相应的锚杆注浆体施加近似法向作用力σ₁、……σn；调节σ₁、……σn随着锚杆轴向成线性分布形式，可以模拟锚杆砂浆体近似承受线性分布法向应力作用(图14)；通过控制台调节σ1、……σn随着锚杆轴向成非线性分布形式，可以模拟锚杆砂浆体近似承受非线性分布法向应力作用(图15)；调节液压千斤顶加压系统，按照锚杆拉拔规范，控制液压千斤顶不断施加锚杆拉拔力至锚筋，直至锚杆产生拉拔破坏。基于以上的装置及轴向施加拉拔力举例，研究人员可以使用本装置代替现有的锚杆受力拉拔装置，开展锚杆抗拔力、锚筋轴向受力分布、锚杆有效锚固深度、锚筋与砂浆体粘结参数和锚杆破坏形式等方面的相关研究。

Claims (8)

1.一种锚杆受力特性研究用拉拔试验装置，其特征在于，包括锚杆制备系统（1）和加载系统（2）；

所述锚杆制备系统（1）包括系统框架（1-1）、垫板（1-2）、一个第一壳体（1-3）和多个第二壳体（1-4），所述系统框架（1-1）呈立方体闭环结构，包括多个水平梁（1-5）和竖向梁（1-6），水平梁（1-5）与竖向梁（1-6）相互垂直，系统框架（1-1）的右侧面与竖向梁（1-6）平行的设置有多个纵梁（1-7），所述垫板（1-2）放置于系统框架（1-1）底部的水平梁（1-5）上；所述第一壳体（1-3）为实心立方体，第一壳体（1-3）右侧面上沿第一壳体（1-3）长度方向加工有第一凹槽（1-8），第一壳体（1-3）放置于垫板（1-2）上，第一壳体（1-3）的左侧面靠近系统框架（1-1）的左侧面，所述第二壳体（1-4）位于垫板（1-2）上，为实心立方体，第二壳体（1-4）左侧面上沿第二壳体（1-4）长度方向加工有第二凹槽（1-9），第二壳体（1-4）的左侧面靠近第一壳体（1-3）的右侧面，且第一凹槽（1-8）与第二凹槽（1-9）相契合形成空心圆柱（1-10）；多个第二壳体（1-4）依次排布在第一壳体（1-3）右侧；

所述加载系统（2）包括轴向力加载装置（2-1）和法向力加载装置（2-2），所述轴向力加载装置（2-1）包括千斤顶（2-3）和立方体反力块（2-4），反力（2-4）块位于空心圆柱（1-10）的一端，千斤顶（2-3）位于反力块（2-4）一侧，所述千斤顶（2-3）、反力块（2-4）及空心圆柱（1-10）处在同一个轴线上；所述法向力加载装置（2-2）包括丝杆升降机（2-5），丝杆升降机（2-5）水平放置，位于第二壳体（1-4）右侧，通过所述丝杆升降机（2-5）给第二壳体（1-4）施加水平垂直于第二壳体（1-4）的法向力；每个第二壳体（1-4）右侧均设置有丝杆升降机（2-5）；

所述法向力加载装置（2-2）还包括电动机（2-6）、支撑垫（2-7）、丝杆承载头（2-8）及底座（2-9），底座（2-9）套于丝杆升降机（2-5）上，所述支撑垫（2-7）位于垫板（1-2）上，丝杆升降机（2-5）通过底座（2-9）固定于支撑垫（2-7）及纵梁（1-7）上，丝杆承载头（2-8）设置于丝杆升降机（2-5）的丝杆（2-10）顶端与第二壳体（1-4）接触处，丝杆承载头（2-8）与底座（2-9）之间的丝杆（2-10）上套有伸缩管（2-11）、剩余的丝杆（2-10）部位套有钢筒（2-12）；

所述轴向力加载装置（2-1）还包括加压系统（2-13）和支撑垫板（2-14），支撑垫板（2-14）为实心立方体，支撑垫板（2-14）上表面加工有第三凹槽（2-15），所述千斤顶卡在第三凹槽（2-15）中。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述第一凹槽（1-8）与第二凹槽（1-9）之间以及相邻的第二壳体（1-4）之间均设置有密封装置（1-11）。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述第二壳体（1-4）右侧设置拉环（1-12）。

4.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述第二壳体（1-4）右侧与丝杆升降机（2-5）接触处设置有压力传感器（2-16）。

5.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述垫板（1-2）上与第二壳体（1-4）接触处设置有滚珠滑槽（1-13），滚珠滑槽（1-13）内置滚珠（1-14）。

6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述滚珠滑槽（1-13）上设置有滚珠聚拢板（1-15），滚珠聚拢板上加工有孔，滚珠（1-14）可内嵌入孔中。

7.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述法向力加载装置（2-2）上设置有控制台（2-17）控制每个丝杆升降机（2-5）的升降。

8.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述空心圆柱（1-10）的一端靠近反力块（2-4）处设置有孔尾堵漏塞（1-16），空心圆柱（1-10）的另一端设置孔口止浆塞（1-17），孔口止浆塞（1-17）上加工有注浆孔（1-18）、排气孔（1-19）和锚筋孔（1-20）。

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